일본산업뉴스요약

클라우드 두뇌전 (10)
양자컴퓨터 시대로
인재육성, 일본 기업에게 호기

-- 일본 국내외에서 과열 --
“꿈의 계산기”로 여겨지는 양자 컴퓨터가 활약하는 새로운 시대가 상상보다 빨리 도래할 전망이다. 상용화를 위한 개발 경쟁에서는 미국 IBM과 구글을 비롯해 IT 업계의 거인들이 격전을 벌이고 있는 한편, 일본 기업도 NTT 등의 연구 그룹이 “양자 뉴트럴 네트워크 방식”을 토대로 일본산 기종을 시험 제작했다. 기존의 디지털 회로로 작동하는 ‘양자 어닐링’ 기술이 한발 먼저 실용화 하는 등 화제는 끝이 없다. 양자 컴퓨터를 둘러싼 격렬한 경쟁은 국내외 모두 과열된 양상이다.

양자 컴퓨터는 양자역학의 원리를 이용해 0과 1을 겹친 상태를 만들어 이것을 정보처리의 기본 단체(양자 비트)로써 계산한다. 양자 비트가 2개 있다면 00,01,10,11로의 조합이 가능하다. 양자 비트 3개가 있다면 2의 3승에서 8개로 양자 비트를 하나 늘린 것 만으로 계산량은 비약적으로 향상된다.

-- 허브 구상 --
양자 컴퓨터의 용도는 창약 및 정확한 기상 예측, 사회 과제의 해결 등 폭 넓다. 대도시의 교통정체 해소와 무선주파수의 효율적인 할당, 새로운 재료 검색 등에서도 기대는 크다.

다만 한마디로 양자 컴퓨터라고 해도 근간이 되는 기술은 하나가 아니다. 상용화에 가장 가까운 것은 초전도 기술을 이용한 게이트 방식의 양자 컴퓨터로 IBM과 구글이 치열하게 경쟁하고 있다. 이외에 반도체 베이스에서는 인텔이 참전하고 있다. 미국 마이크로소프트는 프로그래밍 언어를 단면으로 한다.

구글은 양자 비트 49개를 실장한 시스템(49 양자 비트기)를 개발 중이다. 연내의 실용화를 목표로 하지만 자세한 내용은 베일에 싸여 있다. IBM은 17 양자 비트기를 보다 빨리 개발해 누구나 이용 가능한 클라우드 서비스 버전을 공개했다. 나아가 2017년 12월에는 20 양자 비트기와 50 양자 비트기의 시험 제작기를 발표했다. 이와 함께 양자 컴퓨팅 연구의 허브 구상을 들었다.

이 구상은 세계 4개 대륙에서 대학을 허브로 하여 각 거점에서 산업계와 오픈 이노베이션을 추진하는 것이 목적이다. 미국은 오크리지국립연구소, 영국은 옥스포드대학, 호주는 멜버른대학. 일본에서는 게이오기쥬쿠대학이 뽑혔다.

게이오대학은 양자 컴퓨터의 연구에서는 20년 동안 실적을 가지고 있다. 게이오대학의 이토(伊藤) 이공학부장은 “우리는 실리콘으로 할 수 있는 일을 찾아내 길을 닦았다는 자부심이 있다.”며 자랑스러워 한다. 구체적으로는 “반도체 재료의 실리콘 중에 1 양자 비트를 만들고, 그것을 안정적으로 작동시켜 실제로 양자 계산에 견딜 수 있는 조작이 가능할 지” 등을 연구해왔다. 이러한 실적을 IBM이 높게 평가했다고 여겨진다.

게이오대학은 4월에 이공학부 캠퍼스 안에 ‘양자 컴퓨팅 센터’를 신설해 뉴욕 교외에 있는 IBM의 20 양자 비트기에 국내에서 유일하게 이용 가능한 연구 환경을 정비한다. 이것을 계기로 양자 컴퓨터의 애플리케이션의 연구와 인재 육성으로 방향을 바꾼다.

-- 광범위한 기술 --
허브 구상의 기업 구성에는 JSR, 히타치금속, 혼다기술연구소, 나가세산업도 이름을 올려 각각이 가지고 올 현실적인 과제를 모두 함께 해결한다. “17 양자와 20 양자에서는 소자의 디자인은 둘째치고 비트의 수명과 성능이 전혀 다르다. 자동차로 말하면 서스펜션도 브레이크도 전혀 다르다.”고 이토 이공학부장은 힘주어 이야기한다.

양자 컴퓨터는 발전 중이지만 미국 IBM 연구소의 로베르트 스타 박사는 “양자 컴퓨팅을 활용 가능한 인재를 지금부터 육성해야만 한다.”고 역설한다. 양자 컴퓨터의 개발은 초전도와 반도체 등 광범위한 기술이 필수적이다. 산업의 디지털화에서 뒤쳐진 일본이 양자 시대의 ‘두뇌전’에서 반격할 찬스는 있다.

-- (11)에 계속 --